Peut-on souder de l’acier galvanisé ?

Un acier galvanisé reste avant tout un acier recouvert de zinc

La galvanisation consiste à recouvrir l’acier d’une couche de zinc afin de le protéger contre la corrosion. Le zinc joue notamment un rôle de barrière entre l’acier et son environnement et peut continuer à protéger certaines zones lorsque le revêtement présente de petites discontinuités.

La présence de cette couche ne transforme donc pas la nature du métal de base. Sous le revêtement se trouve toujours un acier dont la nuance et les caractéristiques doivent être prises en compte pour définir la procédure de soudage.

Avant toute intervention importante, il faut donc connaître autant que possible l’acier sous-jacent et identifier correctement le revêtement. Notre réponse Comment identifier un métal avant de le souder ? présente les principales méthodes permettant de distinguer les matériaux.

Le zinc réagit à la chaleur bien avant que l’acier ne fonde

Le zinc possède des températures de fusion et d’ébullition très inférieures aux températures atteintes lors du soudage de l’acier. Lorsque l’arc approche de la surface galvanisée, le revêtement chauffe donc rapidement, fond puis se vaporise.

Cette vaporisation explique le dégagement caractéristique observé lors du soudage directement à travers une couche galvanisée. Une partie du zinc est repoussée hors de la zone, tandis qu’une autre peut interagir avec le bain de fusion avant de pouvoir s’échapper.

Le comportement du joint devient alors différent de celui obtenu sur le même acier préalablement débarrassé de son revêtement.

Le zinc peut favoriser la formation de porosités

Lorsque le zinc se vaporise sous ou à proximité du bain de fusion, le gaz produit doit pouvoir s’échapper avant la solidification du métal. S’il reste emprisonné, des cavités peuvent apparaître dans le cordon sous forme de porosités.

Le phénomène peut être particulièrement gênant dans certaines configurations où le zinc se trouve emprisonné entre deux tôles, par exemple dans des assemblages à recouvrement. Les vapeurs disposent alors de moins d’espace pour s’évacuer avant que le métal fondu ne se solidifie.

La préparation des bords, la géométrie du joint, les paramètres et la quantité de zinc présente autour de la zone fondue influencent donc fortement le comportement du soudage.

Les projections et l’instabilité de l’arc peuvent également augmenter

La vaporisation rapide du revêtement peut perturber le bain et favoriser les projections, notamment lorsque le procédé traverse directement une couche importante de zinc. Le cordon peut également devenir plus irrégulier qu’avec un acier correctement préparé.

Augmenter simplement le courant n’est pas nécessairement une bonne solution. Une énergie excessive peut accroître les projections, agrandir inutilement la zone où le revêtement est détruit et augmenter la quantité de fumées produites.

La bonne démarche consiste plutôt à préparer correctement l’assemblage puis à régler le procédé pour l’épaisseur et le type de joint concernés.

Retirer localement le zinc facilite généralement le soudage

Lorsque la conception, les exigences de fabrication et la procédure le permettent, enlever la galvanisation sur les bords destinés à être fondus réduit la quantité de zinc exposée directement à l’arc. Le soudeur travaille alors davantage sur le métal de base propre.

La largeur de la zone préparée doit être suffisante pour éviter que la chaleur de l’arc ne vaporise immédiatement une quantité importante de revêtement adjacent. La préparation peut être réalisée mécaniquement suivant l’épaisseur et la géométrie de la pièce.

Cette opération ne supprime pas l’obligation de maîtriser les fumées. Le revêtement situé à proximité reste susceptible d’être chauffé et les opérations de préparation elles-mêmes peuvent produire des poussières qui doivent également être contrôlées.

Les fumées constituent une précaution essentielle lors du soudage galvanisé

Le soudage produit déjà des fumées métalliques même sur un acier non revêtu. Avec de l’acier galvanisé, le zinc chauffé ajoute des produits supplémentaires aux fumées générées autour de l’arc.

L’exposition importante aux fumées d’oxyde de zinc peut provoquer une affection connue sous le nom de fièvre des fumées métalliques, qui se manifeste notamment par des symptômes pouvant rappeler un état grippal. La prévention consiste donc à éviter autant que possible l’inhalation des fumées plutôt qu’à chercher à traiter leurs effets après l’exposition.

La tête du soudeur ne doit pas être placée directement dans le panache. Une aspiration à la source correctement positionnée permet de capter les fumées près de leur point de formation tout en veillant à ne pas perturber excessivement la protection gazeuse lorsque le procédé en utilise une.

Une simple porte ouverte ne remplace pas nécessairement une extraction adaptée

Travailler dans un local vaste ou ouvrir une porte peut contribuer au renouvellement général de l’air, mais cela ne garantit pas que les fumées soient correctement éloignées de la zone respiratoire du soudeur.

La méthode de ventilation doit être adaptée au procédé, au volume du local, à la durée du travail et à la quantité de fumées produite. Lorsque l’émission est concentrée, une extraction locale placée près de la source permet de capter les fumées avant leur dispersion dans l’atelier.

Dans un espace confiné ou insuffisamment ventilé, les exigences deviennent beaucoup plus strictes et une évaluation spécifique doit être réalisée avant d’entreprendre le travail.

Il ne faut jamais compter sur l’odeur pour évaluer le danger

L’absence d’une odeur forte ou d’un nuage spectaculaire ne signifie pas que l’exposition aux fumées est acceptable. La quantité inhalée dépend de nombreux facteurs comme la position du soudeur, le débit d’air, le procédé, le courant et la durée de l’opération.

À l’inverse, attendre qu’une fumée devienne visiblement gênante pour mettre en place une aspiration revient à intervenir trop tard. Le contrôle des fumées doit être prévu avant l’amorçage.

Les règles générales concernant les procédés, les gaz et l’environnement de travail sont regroupées dans le guide du soudeur de Steelsoudeur.

Le MIG/MAG peut être utilisé sur de l’acier galvanisé

Le procédé MIG/MAG est très utilisé pour les assemblages de tôles d’acier revêtues de zinc, notamment dans des secteurs où la galvanisation constitue une protection anticorrosion importante.

Lorsque le revêtement demeure dans la zone soudée, les paramètres doivent tenir compte de son influence sur la stabilité de l’arc, les projections et les dégagements gazeux. Une préparation locale peut améliorer nettement la régularité du cordon lorsque celle-ci est possible.

Le gaz de protection doit lui aussi être adapté au fil, au transfert recherché et à l’acier soudé. Pour approfondir ces paramètres, consultez notre guide consacré au soudage MIG/MAG.

Le MMA permet également de souder certaines pièces galvanisées

Le soudage à l’électrode enrobée peut être utilisé sur de l’acier galvanisé, notamment pour certaines interventions de chantier, de fabrication ou de réparation. Comme avec les autres procédés, la présence du zinc peut cependant produire davantage de fumées et perturber le bain.

Lorsque cela est possible, la préparation préalable de la zone du joint reste préférable à l’idée de simplement brûler toute la galvanisation avec l’arc pendant le dépôt.

Le diamètre de l’électrode et les paramètres doivent ensuite être choisis selon l’épaisseur et la position. Le fonctionnement du procédé est détaillé dans notre guide consacré au soudage MMA à l’électrode enrobée.

Le TIG demande une surface particulièrement bien préparée

Le TIG peut être utilisé sur certaines pièces en acier galvanisé, mais ce procédé se prête mal à une quantité importante de zinc directement présente dans la zone fondue. Les vapeurs et contaminations peuvent perturber le bain et affecter l’électrode en tungstène.

Une préparation soigneuse permettant de revenir au métal de base autour du joint est donc particulièrement intéressante lorsque le TIG est retenu.

Le faible niveau de projections et la grande maîtrise du bain offertes par le procédé deviennent réellement utiles lorsque la zone a été correctement préparée. Le principe est détaillé dans notre page sur le soudage TIG.

Le soudo-brasage peut être intéressant sur certaines tôles galvanisées

Dans certaines applications sur tôles fines revêtues, le soudo-brasage MIG constitue une alternative au soudage par fusion traditionnel. Le métal d’apport utilisé possède une température de fusion inférieure à celle de l’acier, ce qui limite l’énergie thermique imposée à la tôle.

Cette réduction de l’apport thermique peut diminuer les déformations et limiter la largeur de la zone où la protection galvanisée est affectée. Cette technique est notamment rencontrée dans certaines applications de tôlerie et de réparation automobile.

Elle ne doit cependant pas être considérée comme équivalente à toutes les soudures par fusion : les caractéristiques mécaniques du joint, le métal d’apport et les exigences de la fabrication doivent rester compatibles avec le procédé choisi.

La galvanisation disparaît localement autour du cordon

Même lorsque le soudage est parfaitement exécuté, la température atteinte autour du joint détruit ou vaporise une partie du revêtement de zinc. Après refroidissement, la zone soudée ne possède donc plus exactement la même protection anticorrosion que le reste de la pièce.

Laisser cette zone sans traitement peut conduire à l’apparition de corrosion sur le cordon et les surfaces adjacentes, particulièrement lorsque l’assemblage est utilisé à l’extérieur ou dans une atmosphère humide.

La restauration de la protection doit donc faire partie de la fabrication et non être considérée comme une opération facultative réalisée uniquement si la soudure commence à rouiller.

La protection anticorrosion doit être restaurée après refroidissement

Après soudage, les projections, oxydes, scories et contaminants doivent être éliminés avant l’application du système anticorrosion prévu. Selon la fabrication, différentes solutions peuvent être utilisées pour protéger localement la zone où le zinc a été détruit.

Il existe notamment des revêtements riches en zinc destinés aux retouches de surfaces galvanisées. Pour certaines fabrications, une nouvelle galvanisation de l’ensemble peut également être envisagée après soudage.

Le système retenu doit être compatible avec l’environnement de service et avec les exigences imposées à l’ouvrage. Une simple peinture décorative n’offre pas nécessairement une protection équivalente à celle recherchée initialement par la galvanisation.

Il faut vérifier qu’il s’agit réellement d’un simple revêtement de zinc

Une pièce ancienne recouverte d’un métal gris ne doit pas automatiquement être considérée comme galvanisée. D’autres revêtements métalliques ont été employés au cours du temps et certains peuvent présenter des risques beaucoup plus importants lorsqu’ils sont chauffés.

Avant de meuler, chauffer ou souder un revêtement inconnu, il est donc préférable de rechercher l’origine de la pièce, sa documentation et la nature du traitement de surface. Cette précaution est particulièrement importante lors des travaux de maintenance et de réparation sur des équipements anciens.

En cas de doute réel sur un revêtement dont la composition est inconnue, il ne faut pas simplement supposer qu’il s’agit de zinc et commencer le soudage.

Après soudage, le joint doit être contrôlé comme sur un acier non revêtu

La présence initiale de zinc ne dispense évidemment pas de contrôler la qualité du cordon. La surface doit être examinée à la recherche de fissures, morsures, manque de fusion, projections importantes et porosités débouchantes.

Une porosité visible peut indiquer que des gaz ont été emprisonnés pendant la solidification. Des défauts internes peuvent également exister même lorsque la surface paraît relativement régulière.

Lorsque les exigences de fabrication l’imposent, des méthodes de contrôle non destructif des soudures peuvent compléter l’examen visuel.

Quelle méthode retenir avant de souder de l’acier galvanisé ?

La première étape consiste à identifier l’acier et à vérifier la nature du revêtement. Le joint est ensuite préparé et, lorsque la procédure l’autorise, le zinc présent dans la zone directement destinée à être fondue est éliminé afin de retrouver un métal propre.

Avant l’amorçage, une ventilation ou une extraction appropriée est mise en place afin que les fumées produites ne restent pas dans la zone respiratoire du soudeur. Le procédé, le consommable et les paramètres sont ensuite choisis en fonction de l’acier, de l’épaisseur et du type de joint.

Après soudage et refroidissement, le cordon est nettoyé et contrôlé. La dernière étape consiste à restaurer correctement la protection anticorrosion sur les zones où la galvanisation a été détruite par la préparation ou la chaleur.